DE19515515A1 - Ständiger Vier-Rad-Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Antriebssystem für ständigen Vierradantrieb und insbesondere eine Drehmoment­ verteilungsbaugruppe, die vorzugsweise einen automatischen Drehmoment-Ausgleich, eine Differenzierung und eine Ein­ stellung von Drehzahlverhältnissen ermöglicht.

Vierradantriebe für Fahrzeuge werden in weitem Umfang verwen­ det, und sie bewirken eine höhere Traktion und Betriebssicher­ heit für das Fahrzeug. Es wurden Vierradantriebe für Fahr­ zeuge entwickelt, bei denen ein Übertragungsgehäuse mit ei­ nem Zwischenachsendifferential versehen ist, um das Dreh­ moment zwischen einem vorderen und einem hinteren Diffe­ rential aufzuteilen. Dieser Drehmoment-Übertragungsmechanis­ mus zum Versorgen der vier Fahrzeugräder mit Antriebsmoment ist gewöhnlich an ein übliches Fahrzeuggetriebe angeflanscht, das durch den Motor angetrieben wird. Wie an sich bekannt, sind konventionelle Getriebe sehr komplex aufgebaut und teuer in der Herstellung infolge der Größe und der Art der Teile, die das Getriebe bilden. Beispielsweise kann ein konventio­ nelles automatisches Getriebe eine Mehrzahl von hydraulisch betätigten Mehrscheibenkupplungen, eine Mehrzahl von Schalt­ muffen und eine Mehrzahl von Planetengetrieben aufweisen, wobei insbesondere die letzteren sehr teuer in der Herstellung sind.

Neuerdings wurden Übertragungsgehäuse entwickelt (wie in der US-Patentanmeldung Nr. 07/997,859 beschrieben), die einen besseren Drehmomentausgleich und Differenzierung zusammen mit der Möglichkeit erlauben, ein Extra-Drehmoment bereitzustellen, wenn ein Rad oder eine Achse an Traktion verliert, um die Sta­ bilität und Mobilität bei einem ständigen Vierradantriebs­ system des Fahrzeuges zu verbessern.

Die Übertragungsbaugruppe umfaßt eine Eingangswelle, die ein Ausgangsmoment von einem konventionellen Getriebe er­ hält, ferner einen kontinuierlich verstellbaren Antriebs­ riemen, der die Eingangswelle mit einer der Ausgangswellen des Übertragungsgehäuses verbindet. Trotzdem wird weiterhin versucht, den Antriebszug von Fahrzeugen und den Vierradan­ trieb zu vereinfachen, zu verbessern und die Kosten zu re­ duzieren.

Die Erfindung richtet sich deshalb auf einen ständigen Vier­ radantrieb für ein Fahrzeug mit einem Motor zum Antrieb vor­ derer und hinterer Antriebsräder, einer Drehmomentübertragungs­ einrichtung, die ein Ausgangsdrehmoment an die vorderen und hinteren Antriebsräder des Fahrzeuges legt. Die Drehmoment­ übertragungseinrichtung ist gegenüber einem konventionellen Getriebe wesentlich vereinfacht. Nach einer bevorzugten Aus­ führungsform umfaßt ein Vierradantriebssystem einen Drehmoment­ verteiler mit einer Eingangswelle zur Aufnahme eines Ausgangs­ drehmomentes von einer Drehmomentübertragungseinrichtung eines Fahrzeuges, eine Mehrzahl von Ausgangswellen und Einrichtungen zum Verbinden der Eingangswelle mit jeder der Ausgangswellen. Diese Verbindungseinrichtungen umfassen eine Mehrzahl von kontinuierlich verstellbaren Riementrieben, wobei jeder Rie­ mentrieb ein Antriebsrad hat, das auf der Eingangswelle mon­ tiert ist und dadurch angetrieben wird sowie ein getriebenes Rad, das auf einer der Ausgangswellen montiert ist. Jedes der Räder hat ein Paar Scheiben, von denen wenigstens eine axial bezüglich der anderen Scheibe des Paares verschiebbar ist, wo­ bei die Scheiben einen Riemen zwischen sich tragen. Das Paar Scheiben jedes Rades wird axial relativ zueinander verscho­ ben durch Mittel, die ansprechen, um das Drehmoment auf die Ausgangswellen in vorgegebener Weise aufzuteilen, und die fer­ ner auf das Drehzahlverhältnis ansprechen zwischen der Ein­ gangswelle und jeder der Ausgangswelle in vorgegebener Weise. Die Mittel zum Verschieben der Radscheiben relativ zueinander können ein elektronisches Steuersystem umfassen mit Eingangs­ signalen, die wenigstens dem Drehmoment jeder der Aus­ gangswellen entsprechen, wobei das elektronische Steuer­ system eine Mehrzahl von verstellbaren Mechanismen steuert. Jeder der einstellbaren Mechanismen verschiebt die bewegliche Scheibe von einem der Riementriebe.

Die Ausgangswellen können eine vordere und hintere Ausgangs­ welle umfassen, von denen jede mit der Eingangswelle über ein entsprechendes Paar kontinuierlich verstellbarer Riemen­ triebe verbunden ist. Die Mittel zum Verschieben der Radschei­ ben sprechen an, um Drehmoment von der Ausgangswelle zwischen der vorderen und hinteren Achse in vorgegebener Weise aufzu­ teilen sowie um das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangs­ welle und der vorderen und hinteren Ausgangsachse in vorge­ gebener Weise einzustellen.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt das System ein Paar vorderer Ausgangswellen und ein Paar hinterer Ausgangswellen, wobei jede Welle treibend entweder mit einem vor- oder einem hinteren Rad des Fahrzeuges verbunden ist und jede Ausgangswelle mit der Eingangswelle über einen entsprechenden von vier kontinuierlich veränderlichen Riementrieben verbun­ den ist. Die Mittel zum Verschieben der Radscheiben sprechen an, um Drehmoment von der Eingangswelle auf jede der Ausgangs­ wellen in vorgegebener Weise zu verteilen und um das Dreh­ zahlverhältnis zwischen der Eingangswelle und jeder der Aus­ gangswelle in vorgegebener Weise einzustellen.

Ein Vorteil des Vierradantriebes nach der Erfindung liegt darin, daß eine Differenzierungs-Funktion und eine Drehzahl- Einstellfunktion vorgesehen ist durch den Drehzahlverteiler der Erfindung, der die Verwendung einer Drehmomentübertra­ gungseinrichtung ermöglicht, die gegenüber konventionellen Ge­ trieben stark vereinfacht ist.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nach­ folgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Vier­ radantrieb zeigt, der ein Über­ tragungsgehäuse nach der Erfindung zeigt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Über­ tragungsgehäuse oder die Übertragungs­ einrichtung der Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsform.

Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt durch einen Kugelrampenmechanismus der Ausführungsform nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt des Übertragungsgehäuses, wobei die Übertragung eines zusätzlichen Dreh­ momentes auf die vordere Ausgangswel­ le dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt durch das Übertragungsgehäuse, wobei die Übertragung eines zusätzlichen Drehmomente s auf die hintere Ausgangs­ welle dargestellt ist.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch das Übertra­ gungsgehäuse nach einer weiteren Aus­ führungsform der Erfindung.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch das Übertra­ gungsgehäuse nach einer weiteren Aus­ führungsform der Erfindung.

Fig. 8 zeigt in Draufsicht einen Vierradantrieb, wobei schematisch eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.

Fig. 9 zeigt schematisch im Schnitt den Drehmoment­ verteiler nach Fig. 8.

Fig. 10 zeigt in Draufsicht einen Vierradantrieb gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 11 zeigt schematisch im Schnitt den Drehmoment­ verteiler nach Fig. 10.

In Fig. 1 ist ein Vierradantriebssystem für ein Fahrzeug dar­ gestellt, das ein Übertragungsgehäuse oder eine Übertragungs­ einrichtung nach der Erfindung zeigt. Ein Fahrzeug hat einen Antriebsmotor 10, der mit einem Getriebe 12 üblicher Bauart gekoppelt ist. Das Getriebe 12 ist verbunden mit einem Über­ tragungsgehäuse 14 nach der Erfindung, welches eine hintere Ausgangswelle oder ein Joch 16 hat und ebenso eine vordere Ausgangswelle oder ein Joch 18. Die hintere Ausgangswelle 16 ist über ein Universalgelenk mit einer hinteren Antriebswelle 20 verbunden, und die Antriebswelle 20 ist ihrerseits mit ei­ ner Eingangswelle oder einem Joch 22 eines hinteren Differentiales 24 über ein Universalgelenk 26 verbunden. Das hintere Diffe­ rential 24 kann das Drehmoment von der Antriebswelle 20 auf die Hinterräder 28 des Fahrzeuges aufteilen. Ebenso ist die vordere Ausgangswelle 18 des Übertragungsgehäuses 14 mit dem hinteren Ende einer vorderen Antriebswelle 30 mittels eines Universalgelenkes 32 verbunden. Die vordere Antriebswelle 30 hat ein vorderes Ende, das mit einer Eingangswelle oder einem Joch 34 eines vorderen Differentiales 36 mittels eines Uni­ versalgelenkes 38 verbunden ist. Das vordere Differential 36 kann das von der vorderen Antriebswelle 30 aufgenommene Dreh­ moment auf die Vorderräder 40 des Fahrzeuges aufteilen. Anhand der Fig. 2 und 3 wird nun der spezifische Aufbau einer ersten Ausführungsform des Übertragungsgehäuses 14 der Erfindung im Detail erläutert. Wie Fig. 2 zeigt, hat das Über­ tragungsgehäuse 14 eine Drehmomenteingangswelle 42, welche das Ausgangsdrehmoment vom Fahrzeuggetriebe aufnimmt. Das Trans­ fergehäuse 14 hat ein äußeres Gehäuse 46, das allgemein Ab­ schnitte umfaßt, die mittels einer Mehrzahl von Schrauben oder dgl. miteinander verbunden sind. Die Eingangswelle 42 des Trans­ fergehäuses hat ein vorderes Ende, das mit dem hinteren Ende der Getriebeausgangswelle 44 mittels einer Keilverbindung bei 48 verbunden ist, die eine relative Drehung zwischen der Aus­ gangswelle 44 und der Eingangswelle 42 verhindert. Das vordere Ende der Eingangswelle 42 ist drehbar im Gehäuse 46 mittels eines Wälzlagers 50 gelagert. Die Eingangswelle 42 ist außerdem in einer Öffnung in der Vorderfläche des Gehäuses 46 mittels einer Ringdichtung bekannter Bauart abgedichtet. Die Eingangs­ welle 42 erstreckt sich in das Gehäuse 46 und hat ein hinteres Ende, das in einer ringförmigen Ausnehmung 52 einer hinteren Ausgangswelle 54 des Transfergehäuses 14 positioniert ist. Eine ringförmige Büchse 72 ist in der ringförmigen Ausnehmung 52 der hinteren Ausgangswelle 54 eingebaut, um drehbar das hintere Ende der Eingangswelle 42 darin abzustützen. Die hintere Ausgangswelle 54 hat eine verschiebbare, keilverzahnte Büchse oder eine Muffe 62, die mit dem hinteren Ausgangsjoch 66 ge­ koppelt ist. Das hintere Ende der Büchse 62 ist mit einer Innen­ verzahnung 64 versehen, welche eine Außenverzahnung 65 des hin­ teren Ausgangsjoches 66 aufnimmt. Das hintere Ausgangsjoch 66 ist ein festes Joch und die Muffe 62 ermöglicht eine gleitende Keilverbindung in Verbindung mit dem hinteren Ausgangsjoch 66, um eine relative axiale Bewegung zwischen der Muffe 62 und dem hinteren Ausgangsjoch 66 zu ermöglichen. In dieser Anord­ nung ist das hintere Ausgangsjoch 66 an einer axialen Be­ wegung gehindert, wobei die gleitende Keilverbindung jedoch eine relative axiale Bewegung des Abschnittes 62 in Verbindung mit dem Kugelrampenmechanismus 100 erlaubt, wie noch beschrie­ ben wird. Die Gleit-Keilverbindung kann in bekannter Weise ausgebildet sein und Keile vom Kugel-Typ verwenden oder einen Kunststoffüberzug mit niederem Reibungskoeffizienten. Alter­ nativ kann ein gleitendes Joch vorgesehen sein, um eine axiale Bewegung der hinteren Ausgangswelle 54 zu ermöglichen. Das hintere Ausgangsjoch 66, das der hinteren Ausgangswelle 54 zugeordnet ist, ist drehbar im hinteren Teil des Gehäuses 46 mittels einer Büchse 55 und einer Wälzlageranordnung 56 gelagert, die relativ zum Joch 66 mittels eines Schnappringes 58 und relativ zum Gehäuse 46 mittels eines Schnappringes 60 gehalten ist. Die hintere Ausgangswelle 54 ist mit einer äußeren Verzahnung 64 versehen, und sie kann einen verzahnten Abschnitt eines hinteren Ausgangsjoches 66 aufnehmen. Die hin­ tere Ausgangswelle 54 und insbesondere das hintere Ausgangsjoch 66 sind gegen eine hintere Öffnung im Gehäuse 46 mittels ring­ förmiger Dichtmittel 68 abgedichtet.

Wie Fig. 2 zeigt, ist ein kontinuierlich verstellbarer V-Riementrieb vorgesehen, der auf der Drehmomenteingangswelle 42 des Übertragungsgehäuses 14 angeordnet und abgestützt ist. Der kontinuierlich verstellbare Riementrieb ist allgemein mit 75 bezeichnet, und er umfaßt ein erstes Rad 76, das in Ver­ bindung mit der Eingangswelle 42 montiert ist sowie ein zwei­ tes Rad 78, das in Verbindung mit einer vorderen Ausgangswelle 80 montiert ist. Die vordere Ausgangswelle 80 ist drehbar im Gehäuse 46 mittels Wälzlagern 82 und 84 oder anderen bekannten Lagern gelagert. Die Wälzlager 82 und 84 sind relativ zum Ge­ häuse 46 mit Hilfe von Schnappringen 86 und 88 gehalten, während sie relativ zur vorderen Ausgangswelle 80 mit Hilfe von Schnapp­ ringen 90 und 92 gehalten sind. Das vordere Ende der vor­ deren Ausgangswelle 80 ist mit einer Außenverzahnung 94 versehen zur Aufnahme einer Innenverzahnung eines büchsen­ förmigen Abschnittes eines vorderen Ausgangsjoches 96, um eine relative Drehung zwischen diesen Teilen zu verhindern. Eine ringförmige Dichtungsanordnung 98 ist in einer vorderen Öffnung im Gehäuse 46 angeordnet, um die vordere Ausgangs­ welle 80 und das entsprechende vordere Ausgangsjoch 96 ab­ zudichten.

Der kontinuierlich verstellbare Antrieb 75 umfaßt ein erstes Rad 76 und ein zweites Rad 78, und er bietet eine Drehmoment­ übertragung von der Eingangswelle 42 zur vorderen Ausgangs­ welle 80. Das Antriebsmoment wird auf die hintere Ausgangs­ welle 54 von der Eingangswelle 42 über eine Kugelrampen­ anordnung 100 übertragen. In der Kugelrampe 100 trägt die Eingangswelle 42 einen ersten Kugelrampenabschnitt 102, der sich radial von der Welle aus erstreckt und auf eine Mehrzahl von Lagerkugeln 104 einer doppelten Kugelrampenanordnung einwirkt. Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt der Kugelrampenabschnitt 102 der Eingangswelle 42 zwei Rampenlagerflächen 106 und 108, die auf ein Paar Kugeln 104 wirken. Entsprechend zu diesem Aufbau umfaßt das erste Rad 76 eine bewegliche Scheibe 110 und eine feste Scheibe 112, die relativ zueinander in axialer Richtung verschiebbar sind. Die Nabe 114 der beweglichen Schei­ be 110 kann sich durch eine ringförmige Öffnung 116 in der festen Scheibe 112 erstrecken, wie Fig. 2 zeigt. Die Nabe 118 der festen Scheibe 112 ist drehbar auf der Eingangswelle 42 mittels einer Wälzlageranordnung 120 gelagert. Die Nabe 118 der festen Scheibe 112 trägt ferner ein Vorspann-Federelement 122, das mittels eines Schnappringes 124 in seiner Position fixiert ist. Das Federelement 122 kann auf die bewegliche Scheibe 110 einwirken, derart, daß die Feder 122 die bewegliche Scheibe 110 vorspannt und betätigt, und ihr eine Kraft erteilt, durch welche die Scheiben 110 und 112 aufeinander zu ge­ drückt werden. In Verbindung mit der Nabe 114 der beweg­ lichen Scheibe 110 ist ein Ansatz 126 vorgesehen, der einen Kugelrampenabschnitt 128 hat, der zusammen mit dem Kugelrampen­ abschnitt 102 der Eingangswelle 42 einen Mechanismus für eine Drehmomentübertragung über den kontinuierlich verstellbaren Antrieb 75 auf die vordere Ausgangswelle 80 des Übertragungs­ gehäuses 14 bildet. Ebenso hat die hintere Ausgangswelle 54 einen Kugelrampenabschnitt 130, der zusammen mit einem Ku­ gelrampenabschnitt 106 der Eingangswelle 42 einen Mechanis­ mus bildet, um die Drehmomentübertragung von der Eingangs­ welle 42 zur hinteren Ausgangswelle 54 zu bewirken. Der An­ satz 126 der Nabe 114 der beweglichen Scheibe 110 erstreckt sich ferner über den Rampenabschnitt 130 der Ausgangswelle 54 hinaus und ist drehbar mit dieser gekoppelt mit Hilfe einer Kugellageranordnung 132. Die hintere Ausgangswelle 54 und ins­ besondere der verzahnte Abschnitt 62 kann sich frei axial re­ lativ zur Eingangswelle 42 verschieben. Die gleitende Keil­ verbindung zwischen der Eingangswelle 42 und der Büchse 62 erlaubt es, daß die Büchse 62 sich zusammen mit dem Kugel­ rampenmechanismus 100 bewegt, wobei die axiale Bewegung be­ grenzt ist durch den Grad der Bewegung der beweglichen Schei­ be 110, die dem ersten Rad 76 zugeordnet ist und dem Ansatz der beweglichen Scheibe 110.

Die Kugelrampenanordnung 100 überträgt Drehmoment von der Eingangswelle 42 auf die hintere Ausgangswelle 54 über den Ku­ gelrampenmechanismus, der aus den Rampen 106 und 130 sowie den zugeordneten und dazwischen liegenden Kugeln 104 besteht. Die Größe des auf die hintere Ausgangswelle übertragenden Drehmomentes hängt von dem Winkel der Rampen 106 und 130 ab. Die Übertragung von Drehmoment von der Eingangswelle 42 auf die vordere Ausgangswelle 80 des Übertragungsgehäuses 14 wird bewirkt durch den kontinuierlich verstellbaren Trieb 75. Die Übertragung von Drehmoment auf die vordere Ausgangswelle 80 über den Riementrieb 75 hängt ab von der Position der beweg­ lichen Scheibe 110 relativ zu der festen Scheibe 112 des ersten Rades 76. Die Winkel der Kugelrampen bestimmen die Verteilung des Drehmomentes, das auf die hintere Ausgangs­ welle 54 und die vordere Ausgangswelle 80 übertragen wird, wobei jede gewünschte Drehmomentaufteilung zwischen der vorde­ ren und der hinteren Ausgangswelle ermöglicht wird. Obwohl die Rampen, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind, symmetrisch ausgebildet sind und damit eine gleichmäßige Drehmomentauftei­ lung zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle un­ ter normalen Betriebsbedingungen anzeigen, kann auch eine un­ gleiche Drehmomentaufteilung erreicht werden, indem einfach die Winkel der Rampen verändert werden, die auf die entspre­ chende vordere oder hintere Ausgangswelle wirken. Beispiels­ weise kann bei einem Fahrzeug eine Drehmomentaufteilung von zwei Drittel zu einem Drittel gewählt werden, wobei das hohe Drehmoment auf die hintere Ausgangswelle 54 wirkt, wobei gleich­ zeitig der Vorteil angetriebener Vorderräder erzielt wird.

Die Kugelrampenanordnung nach der Erfindung ermöglicht einen Ausgleich bzw. eine Aufteilung des Drehmomentes in gewünschtem und vorgegebenem Verhältnis zwischen der hinteren Ausgangs­ welle 54 und der vorderen Ausgangswelle 80, die durch den kontinuierlich verstellbaren Riementrieb 75 angetrieben ist. Dieser Ausgleich der Drehmomentverteilung zwischen vorderen und hinteren Ausgangswellen des Übertragungsgehäuses ist deut­ licher in den Fig. 4 und 5 erkennbar. Wie Fig. 4 zeigt, ist das erste Antriebsrad 76 dargestellt, und es zeigt die Dreh­ momentausgleichswirkung des Kugelrampenmechanismus bei die­ ser Ausführungsform der Erfindung. Obwohl das zweite Rad des kontinuierlich verstellbaren Antriebes 75 nicht gezeigt ist, entspricht es der Betätigung des ersten Rades 76, um einen variablen Antrieb der vorderen Ausgangswelle zu bewirken, wie oben beschrieben wurde. Im Betrieb verteilt das Übertragungs­ gehäuse nach der Erfindung Drehmoment von der Eingangswelle 42 auf die vordere und hintere Ausgangswelle in vorgegebener Weise, und der Kugelrampenmechanismus wirkt kontinuierlich, um das Drehmoment zwischen den Ausgangswellen gemäß diesem vorgegebenen Verhältnis auszugleichen. In Fig. 4 ist die Möglichkeit dargestellt, ein zusätzliches Drehmoment auf die vordere Ausgangswelle 54 zu übertragen, um ein erhöhtes Dreh­ moment an der hinteren Ausgangswelle zu kompensieren. Wenn in Betrieb ein erhöhtes Drehmoment an die hintere Ausgangs­ welle gelegt wird, z. B. beim Kurvenfahren oder bei anderen Betriebscharakteristiken des Fahrzeuges, wird das zusätzliche Drehmoment über das Kugelrampensystem mit den Rampen 106 und 130 und den zugehörigen Kugeln 104 übertragen. Dieses erhöhte Drehmoment führt dazu, daß die Kugeln 104 auf den Rampen 106 und 130 so laufen, daß die bewegliche Scheibe 110 gegen die feste Scheibe 112 gedrückt wird durch Bewegung des Scheiben­ ansatzes 126 auf die hintere Ausgangswelle 54 zu in Verbindung mit einer axialen Bewegung der Welle 54. Die Vorspannfeder 122 erleichtert die Betätigung der beweglichen Scheibe 110, was zu einer Lage des ersten Rades 76 führt, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Da die bewegliche Scheibe 110 gegen die feststehende Scheibe 112 gedrückt wird, wird der Riemen 113 zwischen den Scheiben 110 und 112 nach oben (bzw. auswärts) gedrückt, derart, daß das System die vordere Ausgangswelle überholt bzw. übersteuert. In dieser Lage des kontinuierlich verstellbaren Antriebs 75, wenn die vordere Ausgangswelle durch den Straßenbelag beschränkt wird, auf denen die Rä­ der des Fahrzeuges laufen, wird die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle 42 auf die vordere Ausgangswelle erhöht, und das Drehmoment zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle wird ausgeglichen.

Umgekehrt, wie Fig. 5 zeigt, wenn mehr Drehmoment zur vorde­ ren Ausgangswelle gelangt, betätigt das zusätzliche Drehmoment die Kugelrampenanordnung mit den Rampen 108 und 128 und die zugehörige Kugel 104. Da die Kugel 104 auf den Rampen 108 und 128 läuft, wird hierdurch der Scheibenansatz 126 der beweg­ lichen Scheibe 110 weg von der hinteren Ausgangswelle 54 gedrückt, was zu einer Verschiebung der beweglichen Scheibe 110 weg von der feststehenden Scheibe 112 führt, wie Fig. 5 zeigt. In diesem Zustand wird die Drehmomentübertragung auf die vordere Ausgangswelle über den kontinuierlich ver­ stellbaren Riementrieb 75 reduziert, was die hintere Ausgangs­ welle 54 zu übersteuern sucht. Wiederum, wenn die Drehzahl der hinteren Ausgangswelle durch den Straßenbelag beschränkt oder begrenzt wird, wird das auf die hintere Ausgangswelle 54 übertragene Drehmoment gesteigert, um einen Ausgleich des Drehmomentes zwischen der vorderen und hinteren Ausgangs­ welle zu erreichen.

Der kontinuierlich verstellbare Antrieb 75 liefert eine Dif­ ferenzierung zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangs­ welle nach Wunsch. Beim normalen Kurvenfahren wird ein be­ stimmter Anteil einer erwünschten Differenzierung erzeugt, der geeignet durch den kontinuierlich verstellbaren Antrieb 75 bereitgestellt wird. Die für das normale Kurvenfahren des Fahrzeuges erforderliche Differenzierung muß ferner unter­ schieden werden von Radschlupf oder Radspin und der Antrieb 75 ist so ausgebildet, daß seine Grenzen Parametern entsprechen, welche einer normalen Differenzierung beim Kurvenfahren zu­ geordnet sind. Die normale Differenzierung ist definiert als diejenige, die auftreten kann in einer Kurve mit gegebenem Radius, ehe eine Geschwindigkeit erreicht ist, bei der das Fahrzeug nach außen wegrutscht. Die Steuerung des Verhält­ nisses der Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf die vordere und die hintere Ausgangswelle ermöglicht eine normale Differenzierung aufgrund des Steuerwinkels und Ver­ änderungen des Rades oder Reifen-Radius. Die doppelte Kugel­ rampenanordnung bewirkt einen Ausgleich der Drehmomentüber­ tragung, um im wesentlichen das vorgegebene Verhältnis zwischen der vorderen und der hinteren Ausgangswelle beizubehalten. Zusätzlich zur Bereitstellung einer normalen Zwischenachsen­ differenzierung bewirkt das Übertragungsgehäuse nach der Er­ findung auch eine Steigerung der Traktion. Wenn ein Vorderrad oder ein Hinterrad durchdreht infolge einer Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten, wird mehr Drehmoment an die andere Achse gegeben, die sich auf einer weniger glat­ ten Oberfläche befindet. Diese Traktionserhöhung vermehrt die Fähigkeit des Fahrzeuges, sich selbst zu bewegen, und sie ver­ bessert die Handhabung und Stabilität des Fahrzeuges. Bei der Erfindung wird die Traktionserhöhung bewirkt beim Auftreten einer vorgegebenen Größe des Radschlupfes, der auf eine maxi­ male Geschwindigkeit des kontinuierlich verstellbaren Riemen­ triebes 75 bezogen ist. Da der verstellbare Riementrieb Gren­ zen hinsichtlich der Größe des übertragbaren Drehmomentes hat, wird diese Grenze benutzt, um eine zusätzliche Drehmoment­ übertragung zu bewirken beim Auftreten eines Traktionsverlustes eines einzelnen Rades oder einer Achse, um eine zusätzliche Traktion der Ausgangswelle zu geben, wo kein Traktionsverlust aufgetreten ist, wodurch die Mobilität des Fahrzeuges ver­ bessert wird. Diese Traktionserhöhung wird bewirkt durch die doppelte Rampenanordnung, und sie tritt auf, nachdem eine vor­ gegebene Größe beim Radschlupf auftritt, die auf die maximale Geschwindigkeit des kontinuierlich verstellbaren Antriebes bezogen ist. Beim Auftreten eines Radschlupfes fällt das Dreh­ moment ab, das an die entsprechende Ausgangswelle dieses Rades gelegt ist, und die Ausgleichsfunktion des Kugelrampenmecha­ nismus 100 wird betätigt, wie oben beschrieben wurde. Bei der Betätigung der Drehmomentausgleichsfunktion ist es möglich, daß die maximale Geschwindigkeit des Riementriebes 75 er­ reicht wird, worauf die Ausgleichsfunktion nicht länger dazu führt, daß zusätzliches Drehmoment auf die Ausgangswelle über­ tragen wird, die mit dem Rad verbunden ist, bei dem der Schlupf auftritt. Wenn die Grenzen des kontinuierlich verstell­ baren Antriebs überschritten werden, wird zusätzliches Dreh­ moment an die andere Ausgangswelle und Achse abgegeben, die sich auf einer weniger glatten Oberfläche befindet.

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform der Er­ findung mit einem elektronischen Steuersystem zum Über­ wachen der Drehmomente der vorderen und der hinteren Aus­ gangswelle des Übertragungsgehäuses und zur Steuerung des Betriebs des Antriebes 75, der mit dem Zwischenachsenüber­ tragungsgehäuse verbunden ist. In dieser Ausführungsform wird nur auf die Unterschiede zwischen dieser und der Ausführungs­ form nach den Fig. 2-5 Bezug genommen und gemeinsame Bezugszeichen für gemeinsame Komponenten des Übertragungs­ gehäuses benutzt.

Die elektronische Steuerung der Drehmomentverteilung kann eine bessere Mobilität und Handhabung insofern bewirken, daß die Grenzen des kontinuierlich variablen Antriebssystems nicht überschritten werden brauchen, um zusätzliches Drehmo­ ment im Falle eines Traktionsverlustes zu übertragen. Nach dieser Ausführungsform erstreckt sich die Eingangswelle 42 in das Gehäuse 46 und ihr hinteres Ende ist mit dem hinteren Ausgangsjoch 66 gekoppelt. Die Eingangswelle 42 ist mittels Kugellagern 50 drehbar im Gehäuse 46 angrenzend an das vorde­ re Ende und mittels Kugellagern 150 angrenzend am hinteren Ende der Eingangswelle 42 gelagert. Die Eingangswelle 42 ist mit dem hinteren Ausgangsjoch 66 mittels einer Keilverbindung verbunden, um eine relative Drehung zwischen diesen Teilen zu verhindern. Ebenso ist die vordere Ausgangswelle 80 in treibendem Eingriff mit der Eingangswelle 42 mit Hilfe des Rie­ mentriebes 75, wie oben beschrieben wurde. Das Drehmoment der hinteren Ausgangswelle 54 wird durch einen Drehmomentsensor 166 überwacht, der von jeder beliebigen bekannten Bauart sein kann, um das Drehmoment der Welle 54 zu messen. Ebenso wird das Drehmoment der vorderen Ausgangswelle 80 durch einen Dreh­ momentsensor 168 überwacht, der ein Teil eines elektronischen Steuersystems ist. Die Ausgänge der Drehmomentsensoren 166 und 168 sind an ein elektronisches Steuersystem 170 gelegt, daß Prozessorschaltungen aufweist, um das Drehmoment an den Ausgangswellen zu bestimmen. Das elektronische Steuersystem 170 steuert ferner einen einstellbaren Mechanismus 172. Die­ ser einstellbare Mechanismus 172 ist in der Lage, auf den Nabenansatz 114 der beweglichen Scheibe 110 einzuwirken, um die letztere relativ zur feststehenden Scheibe 112 zu ver­ schieben, die dem ersten Rad 76 des kontinuierlich veränder­ lichen Antriebs 75 zugeordnet ist. Auf diese Weise kann die Verteilung der Drehmomente von der Eingangswelle 42 wirksam gesteuert werden aufgrund der gemessenen Drehmomente der vor­ deren Ausgangswelle 80 und der hinteren Ausgangswelle 54. Die Verschiebung der beweglichen Scheibe 110 mit Hilfe des verstellbaren Mechanismus 172 wird ausgeführt aufgrund der gemessenen Drehmomente an der vorderen und der hinteren Aus­ gangswelle, um das Drehmoment in der gewünschten Weise zu verteilen.

Wie Fig. 6 zeigt, kann der einstellbare Mechanismus 172 einen Elektromotor aufweisen, der um die Eingangswelle 42 angeordnet und durch das elektronische Steuersystem 170 ge­ steuert wird. Der Mechanismus 172 kann somit ein Motorge­ häuse 152 aufweisen, das im Gehäuse 46 gehalten ist. Das Motorgehäuse 152 hat Feldwicklungen oder Statorwicklungen 154, die relativ zu einem Anker oder einem Rotor 156 ange­ ordnet sind, der relativ zum Motorgehäuse 152 mit Hilfe von Kugellagern oder dgl. 158 gelagert und abgestützt ist. Das elektronische Steuersystem 170 legt eine Betätigungs­ energie an die Statorwicklungen 154 des Motors, um eine Drehung des Ankers 156 relativ zum Stator 154 und zum Ge­ häuse 152 zu erzeugen. Das Motorgehäuse 152 hat ferner einen Ansatz 160, der mit einer drehbaren Büchse 162 mittels Keil­ verbindung oder Verzahnung verbunden ist, die mit dem Naben­ ansatz 114 der beweglichen Scheibe 110 zusammenwirkt. Der Anker 156 ist ferner mit einer äußeren Verzahnung versehen, die mit dem verzahnten Teil der Schaltmuffe oder Büchse 162 kämmt. Beim Betätigen des Motors rotiert der Anker 156, wo­ durch eine axiale Bewegung der Schaltmuffe 162 bewirkt wird. Die Schaltmuffe 162 ist gegen Drehung durch den Gehäusean­ satz 160 gesichert bzw. gehalten, die Zahnverbindung er­ laubt jedoch eine axiale Bewegung der Muffe 162. Es ist zu be­ merken, daß der Anker 156 in alternativen Richtungen gedreht werden kann, um eine Axialbewegung der Schaltmuffe 162 und eine resultierende Bewegung der beweglichen Scheibe 110 mit Hilfe des Nabenansatzes 114 zu erreichen. Der Nabenansatz 114 der beweglichen Scheibe 110 kann mit der Schaltmuffe 162 mit Hilfe einer Scheibe und einem Schnappring 164 verbunden sein.

Obwohl der einstellbare Mechanismus 172 als Elektromotor be­ schrieben wurde zum Verschieben der beweglichen Scheibe 110 des Antriebs 75, kann der verstellbare Mechanismus 172 auch in anderer geeigneter Weise ausgeführt sein mit elektronischen, hydraulischen oder pneumatischen Elementen zum Verschieben der beweglichen Scheibe 110 relativ zur festen Scheibe 112 des Rades 76. Auf diese Weise wird die Drehmomentverteilung zu den vorderen und hinteren Ausgangswellen als Funktion des gemessenen Drehmomentes geregelt, was ein verbessertes Steuer­ system erbringt, da die Begrenzungen des verstellbaren Antrie­ bes 75 nicht überschritten werden brauchen, um ein zusätz­ liches Drehmoment bei Bedarf zu übertragen.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer dualen Drehmomentübertragung. Bei dieser Ausführungs­ form werden nur die Unterschiede zwischen den vorigen Aus­ führungsformen und der jetzigen genannt und gemeinsame Be­ zugszeichen werden für gemeinsame Komponenten verwendet. Wie oben erwähnt, ist es möglich in einigen Fahrzeugen, daß die Verwendung des kontinuierlich verstellbaren Antriebe s zur Übertragung des Drehmomente s in vorgegebenem Verhältnis zwi­ schen vorderer und hinterer Ausgangswelle dazu führen kann, daß die Begrenzungen des kontinuierlich veränderlichen Antrie­ bes überschritten werden bei abnormalen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges. Infolge der Begrenzungen der kontinuierlich veränderbaren Antriebstechnologie kann es erwünscht sein, einen festen Antriebsmechanismus vorzusehen, der parallel ver­ wendet wird mit dem kontinuierlich veränderlichen Antrieb, um einen festen Betrag an Drehmoment von der Eingangswelle auf die vordere und hintere Ausgangswelle des Übertragungs­ gehäuses zu übertragen. Der kontinuierlich veränderbare An­ trieb wird verwendet, um einen variierenden Betrag an zusätz­ lichem Drehmoment in der dualen Drehmomentübertragungsanordnung zu übertragen, um eine mehrfache Steigerung des Drehmomentes oder eine Reduzierung der Größe des kontinuierlich veränder­ baren Antriebs zu erreichen. Das durch den konstanten Antrieb übertragene Drehmoment kann eingestellt werden, um die Mög­ lichkeit zu eliminieren, daß die Grenzen des kontinuierlich veränderbaren Antriebs überschritten werden, auch unter den Bedingungen eines Radschlupfes oder dgl . . In dieser Aus­ führungsform trägt die Eingangswelle 42 einen konventionel­ len Ketten-Riementrieb 180 zur Drehung mit dieser. Der Ketten- Riementrieb 180 ist seinerseits mit einem Planetengetriebe 182 gekoppelt, daß an der vorderen Ausgangswelle 80 im Über­ tragungsgehäuse angebaut ist. Das Planetengetriebe 182 hat einen Planetenträger 184, der integral mit der vorderen Aus­ gangswelle 80 ausgebildet ist oder mit dieser durch eine Keil­ verbindung gekoppelt ist, um eine relative Drehung zwischen dem Planetenträger 184 und der vorderen Ausgangswelle 80 zu verhindern. Der Planetenträger trägt eine Mehrzahl von in Um­ fangsrichtung beabstandeten Planetenrädern 186, von denen je­ des drehbar auf einer separaten Welle 188 angeordnet ist. Das Planetengetriebe 182 hat ferner einen Zahnring 189, der eine innere Verzahnung hat, die in Eingriff mit den Zähnen der Pla­ netenräder 186 steht. Das Planetengetriebe 182 hat ferner ein Sonnenrad 190, das drehbar auf der vorderen Ausgangswelle 80 sitzt. In dieser Ausführungsform ist die Riemenkette des An­ triebes 180 mit dem Zahnring des Planetengetriebes 182 verbun­ den, um Drehmoment von der Eingangswelle 42 auf den Zahnring 189 über ein Kettenrad 192 zu übertragen, das auf der Eingangs­ welle 42 montiert ist und den Zahnriemen 194 trägt. Von der Eingangswelle 42 wird damit Drehmoment in vorgegebenem Ver­ hältnis über den Zahnring 189 und die Planetenräder 186 des Planetengetriebes übertragen, um Drehmoment auf den Planeten­ träger 184 und damit auf die vordere Ausgangswelle 80 in vorge­ gebenem Verhältnis zu übertragen. Das Sonnenrad 190 des Plane­ tengetriebes 182 trägt das Rad 78 des kontinuierlich verstell­ baren Riementriebes 75. Der Riementrieb 75 ist daher mit dem Sonnenrad 190 des Planetengetriebes verbunden, um den ge­ wünschten Betrag an Drehmoment von der Eingangswelle 42 auf die hintere Ausgangswelle des Übertragungsgehäuse s zu über­ tragen. In dieser Ausführungsform ist an der Eingangswelle 42 ein hinteres Ausgangsjoch 66 montiert und drehbar im Gehäuse 46 mittels Kugellagern 56 gelagert. Das auf das hintere Aus­ gangsjoch 66 übertragene Drehmoment ändert sich abhängig von dem variablen Riementrieb 75 im Übertragungsgehäuse. Wie oben beschrieben, kann der kontinuierlich veränderbare Riementrieb 75 durch den Kugelrampenmechanismus oder alternativ durch das elektronische Steuersystem gesteuert werden. Bei der Ausführungs­ form nach Fig. 7 sind die Mittel zum Schalten der beweglichen Scheibe 110 des Riementriebes 75 in Blockform dargestellt und allgemein mit 200 bezeichnet, und sie können in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein.

In der bevorzugten Ausführungsform wird mehr Drehmoment über den Antrieb 180 auf den Zahnring 189 übertragen, als durch das Sonnenrad 190. Beispielsweise werden zwei Drittel des Ein­ gangsmomentes durch den Zahnring übertragen, während ein Drit­ tel des Eingangsmomentes durch das Sonnenrad übertragen wird, um hierdurch die Anforderungen an den kontinuierlich veränder­ baren Antrieb des Systemes zu reduzieren. In dieser Ausführungs­ form wird die Drehmomentübertragung auf die vorderen und hinte­ ren Ausgangswellen in einer Weise aufrechterhalten, ähnlich den oben beschriebenen Ausführungsformen. Das Eingangsmoment kann in einem vorgegebenen Verhältnis auf die vorderen und hinteren Ausgänge aufgeteilt werden, während der Kettentrieb die Möglich­ keit schafft, ein zusätzliches Drehmoment zu übertragen, ohne die Begrenzungen des kontinuierlich veränderbaren An­ triebs zu überschreiten. Die Anordnung liefert somit ebenfalls eine Differenzierung, einen Drehmomentausgleich und eine Traktionssteigerung bei einer vorgegebenen Größe eines Rad­ schlupfes.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Drehmomentverteiler 15 anstelle des Übertragungsgehäuses 14 der obigen Ausführungsformen. Bei die­ ser Ausführungsform werden nur die Unterschiede zu den obi­ gen Ausführungsformen im Detail diskutiert und für gemeinsame Teile werden gemeinsame Bezugszeichen verwendet. Der Drehmoment­ verteiler 15 ermöglicht sowohl eine Drehmomentdifferenzierungs­ funktion als auch eine Drehzahlverhältnis-Einstellfunktion. Der Drehmomentverteiler 15 kann somit in Verbindung mit einer Drehmomentübertragungsbaugruppe 13 benutzt werden, die stark vereinfacht ist relativ zu einem konventionellen Getriebe, wie dem Getriebe 14 der obigen Ausführungsformen. Obwohl die Details des Getriebes 14 der obigen Ausführungsform oder die der Drehmomentübertragungseinheit 13 dieser Ausführungsform nicht Teil der Erfindung bilden, ist die Tatsache, daß die vereinfachte Drehmomentübertragungseinheit 13 anstelle eines kon­ ventionellen Getriebes benutzt werden kann, eine direkte und vorteilhafte Folge des Drehmomentverteilers 15 dieser Aus­ führungsform, der die Einstellung von Drehzahlen ermöglicht, wie es normalerweise ein konventionelles Getriebe tut. Ebenso wie das Getriebe oder Übertragungsgehäuse 14 der obigen Ausführungsformen ermöglicht der Drehmomentverteiler 15 eine Drehmomentdifferenzierung, die die Notwendigkeit eines übli­ chen Zwischenachsen-Differentiales eliminiert.

In Fig. 9 sind die Einzelheiten des Drehmomentverteilers 15 im Detail dargestellt. Der Drehmomentverteiler 15 hat eine Eingangswelle 42 zur Aufnahme des Ausgangsmomentes von der Ausgangswelle 44 der Drehmomentübertragungseinheit 13. Der Dreh­ momentverteiler 15 hat ferner eine vordere Ausgangswelle 80 und eine hintere Ausgangswelle 210. Die Wellen 80 und 210 sind mit der Eingangswelle 42 jeweils durch einen kontinuier­ lich veränderbaren Antrieb 75 verbunden. Jeder Antrieb 75 hat ein erstes oder Antriebsrad 76, das auf der Eingangswelle 42 montiert ist sowie ein zweites oder getriebenes Rad 78, das sowohl auf der Welle 80 als auch auf der Welle 210 montiert ist. Jedes der Räder hat ein Paar Scheiben 110 und 112, die axial relativ zueinander verschiebbar sind, so daß die wirk­ samen Scheibendurchmesser der Antriebsräder 76 und der ge­ triebenen Räder 78 verändert werden können.

Ein elektronisches Steuersystem 170 ist vorgesehen zum Schal­ ten der beweglichen Scheibe 110 relativ zu der entsprechenden festen Scheibe 112 jedes Riementriebes 75, wobei die elek­ tronische Steuerung 170 ein Paar einstellbare Mechanismen 172 steuert. Jeder Mechanismus 172 kann auf einen Nabenan­ satz 114 der beweglichen Scheibe 110 einwirken, um die beweg­ liche Scheibe 110 relativ zur feststehenden Scheibe 112 des ersten Rades 76 jedes der Riementriebe 75 zu verschieben. Der verstellbare Mechanismus 172 kann wiederum ein Elektromotor sein mit den zugehörigen Elementen, wie oben beschrieben in Verbindung mit dem Mechanismus 172 nach Fig. 6, oder es kann ein anderer geeigneter Mechanismus verwendet werden. Die be­ weglichen Scheiben 110 sind durch Federn 122 (in Fig. 9 nicht gezeigt) in derselben Weise vorgespannt, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, ebenso sind die Ausgangs­ wellen 80 und 210 drehbar im Gehäuse 212 der Baugruppe 15 mittels konventioneller Lager gelagert in derselben Weise, wie die Wellen 42 und 80 im Gehäuse 46 der Übertragungsein­ heit 14 nach Fig. 6 gelagert sind.

Das elektronische Steuersystem 170 empfängt Eingangssignale von Drehmomentsensoren 166 und 168, die benachbart zur hin­ teren Ausgangswelle 210 und zur vorderen Ausgangswelle 80 angeordnet sind, um das Drehmoment an jeder der Wellen 210 und 80 zu messen. Drehzahlsensoren 214 und 216, welche die Drehzahl der Ausgangswellen 80 und 210 messen, liefern eben­ falls Eingangssignale an das Steuersystem 170. Der Ausgang eines Sensors (nicht gezeigt), der den Lenkradwinkel mißt, kann ebenfalls als Eingang an das elektronische Steuersystem 170 gelegt werden. Das Steuersystem 170 verschiebt die beweg­ liche Scheibe 110 jedes Riementriebes 75 mit Hilfe der ver­ stellbaren Mechanismen 172 aufgrund der gemessenen Dreh­ momente und Drehzahlen der vorderen Ausgangswelle 80 und der hinteren Ausgangswelle 210, wie gemessen durch die Drehmoment­ sensoren 168 und 166 sowie der Drehzahlsensoren 214 und 216, um Drehmoment von der Eingangswelle 42 auf die Ausgangswellen 80 und 210 in vorgegebenem Verhältnis aufzuteilen, und um das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle 42 und jeder der Ausgangswellen 80 und 210 in vorgegebenem Verhältnis auf­ zuteilen. Der Drehmomentverteiler 15 und die elektronische Steuerung 170 wirken somit zusammen und liefern nicht nur eine Drehmomentdifferenzierungsfunktion, sondern ebenso eine Drehzahlverhältnisfunktion, wie sie normalerweise mittels ei­ nes konventionellen Getriebes ermöglicht wird. Die Drehmoment­ übertragungseinheit kann damit stark vereinfacht werden, re­ lativ zu einem konventionellen Getriebe. Obwohl nicht darge­ stellt, kann die Drehmomentübertragungseinheit 13 eine Fluid- Kupplung aufweisen, die für den Start des Fahrzeuges erforder­ lich ist, wie an sich bekannt sowie einen Rückwärtsgang, um die Fahrtrichtung des Fahrzeuges zu wechseln, wobei diese Ele­ mente bei einem konventionellen Getriebe üblich sind. Jedoch anders als bei einem konventionellen Getriebe hat die Dreh­ momentübertragungseinheit 13 keine Mehrzahl von Mehrscheiben­ kupplungen, Planetenrädern oder Schaltmuffen, wie sie bei einem konventionellen Getriebe typisch sind zum Schalten ver­ schiedener Drehzahlen. Die Kosten und die Komplexität der Dreh­ momentübertragungseinheit 13 sind daher geringer als bei einem konventionellen Getriebe.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere alternative Aus­ führungsform der Erfindung. Wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 hat die Ausführungsform nach den Fig. 10 und 11 einen Drehmomentverteiler 15 mit einer Eingangs­ welle 42, die ein Ausgangsmoment von der Ausgangswelle 44 einer Drehmomentübertragungseinheit 13 eines Fahrzeuges erhält. Bei dieser Ausführungsform jedoch verteilt der Drehmomentverteiler 15 Drehmoment von der Einheit 13 auf ein Paar vorderer Ausgangs­ wellen 218 und 220 und ein Paar hinterer Ausgangswellen 222 und 224. Die vorderen Ausgangswellen 218 und 220 sind in konventio­ neller Weise treibend mit den vorderen Antriebswellen 226 und 228 entsprechend verbunden, die ihrerseits treibend mit Kegel­ rädern 234 und 236 verbunden sind, um individuell und separat die Vorderräder 40 eines Fahrzeuges anzutreiben. Die Kegelrad­ sätze 234 und 236 können ein Drehzahlreduzierverhältnis im Be­ reich von 3,5 : 1 bis 6 : 1 haben und insbesondere im Bereich von 3,5 : 1 bis 4,5 : 1, um die Drehzahl der Räder 40 relativ zu den Antriebswellen 226 und 228 zu reduzieren. Die hinteren Ausgangswellen 222 und 224 der Baugruppe 15 sind treibend in üblicher Weise mit den hinteren Antriebswellen 230 und 232 entsprechend verbunden, die ihrerseits treibend mit Kegelrad­ sätzen 238 und 240 verbunden sind, um die hinteren Antriebs­ räder 28 eines Fahrzeuges anzutreiben. Die Kegelradsätze 238 und 240 können ein Drehzahlreduzierverhältnis in denselben Bereichen aufweisen, wie die Kegelradsätze 234 und 236, um die Drehzahl der Räder 28 relativ zu den hinteren Antriebswellen 230 und 232 zu reduzieren. Jedes der vier Räder des Fahrzeuges wird somit separat und individuell angetrieben.

Wie Fig. 11 zeigt, umfaßt der Drehmomentverteiler 15 weiter­ hin vier kontinuierlich veränderbare Riementriebe 75, wobei jeder Riementrieb 75 ein erstes Rad 76 auf der Eingangswelle 42 und durch diese getrieben aufweist sowie ein getriebenes Rad 78, das auf einer der vorderen Ausgangswellen 218 und 220 oder auf einer der hinteren Ausgangswellen 222 und 224 angebracht ist. Ein elektronisches Steuersystem 170 ist vor­ gesehen, um vier einstellbare Mechanismen 172 geeigneten Typs zu steuern, wie oben in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 6 beschrieben wurde, und um auf den Nabenansatz 114 der beweglichen Scheibe 110 des entsprechenden Riemen­ triebes 75 einzuwirken. Die verstellbaren Mechanismen 172 bewirken, daß jede der beweglichen Scheiben 110 axial re­ lativ zur entsprechenden feststehenden Scheibe 112 verschoben wird. Wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 8 und 9 sind die Riementriebe 75 und die verstellbaren Mechanismen 172 der Fig. 10 und 11 im Gehäuse 212 des Drehmomentver­ teilers 15 in derselben Weise eingebaut, wie die Riementriebe 75 und die verstellbaren Mechanismen 172 im Gehäuse 46 der Übertragungseinheit 14 von Fig. 6 eingebaut sind. Auch sind die beweglichen Scheiben 110 der Ausführungsform nach den Fig. 10 und 11 durch Federn gespannt wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen.

Drehmomentsensoren 166, 167, 168 und 169 sind angrenzend an die hinteren Ausgangswellen 222 und 224 sowie an die vorderen Ausgangswellen 218 und 220 entsprechend angeordnet, um das Drehmoment für jede der entsprechenden Wellen zu messen, wobei die Ausgangssignale jedes Sensors 166, 167, 168 und 169 Ein­ gänge des elektronischen Steuersystems 170 sind. Ferner sind Drehzahlsensoren 214, 215, 216 und 217 angrenzend an die Aus­ gangswellen 218, 220, 222 und 224 entsprechend angeordnet, um die Drehzahl jeder der Wellen zu messen. Die Ausgangssignale jedes Drehzahlsensors 214, 215, 216 und 217 sind ebenfalls als Eingänge an die Steuerung 170 gelegt. Die elektronische Steuerung 170 verschiebt die bewegliche Scheibe 110 jedes Rie­ mentriebes 75 mit Hilfe eines der verstellbaren Mechanismen 172 aufgrund der gemessenen Drehmomente und Drehzahl, die bei jeder der vorderen Ausgangswellen 218 und 220 und jeder der hinteren Ausgangswellen 222 und 224 gemessen worden sind, um das Drehmoment von der Eingangswelle 42 auf die vorderen Ausgangswellen 218 und 220 und die hinteren Ausgangswellen 222 und 224 in vorgegebenem Verhältnis aufzuteilen, und um ferner die Drehzahlverhältnisse oder Drehzahlen zwischen der Eingangswelle 42 und jeder der vorderen Ausgangswelle 218 und 220 und der hinteren Ausgangswellen 222 und 224 in vorge­ gebener Weise einzustellen. Wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 hat daher das Vierradantriebssystem nach den Fig. 10 und 11 sowohl eine Drehmomentdifferenzierungs­ funktion als auch eine Drehzahlverhältniseinstellfunktion, wodurch die Verwendung einer Drehmomentübertragungseinheit 13 ermöglicht wird, die stark vereinfacht ist gegenüber einem konventionellen Getriebe. Da ferner jedes Vorderrad 40 und je­ des Hinterrad 28 bei der Ausführungsform nach den Fig. 10 und 11 separat und individuell angetrieben wird, sind die vorderen und hinteren Differentiale 36 und 24 der Ausführungs­ form nach den Fig. 8 und 9 nicht erforderlich, wodurch Kom­ plexität und Kosten des Fahrzeuges reduziert werden.

Das Vierradantriebssystem nach der Ausführungsform der Fig. 10 und 11 verbessert ferner die Fahrbarkeit und die Brennstoff- Ökonomie des Fahrzeuges. Das Drehmoment kann auf jedes der vier Räder individuell verteilt werden auf der Basis der Steuerung durch das elektronische Steuersystem 170, das Drehmomentsignale und Drehzahlsignale empfängt und außerdem ein Signal von einem Sensor empfangen kann, der den Lenkradwinkel anzeigt und ferner ein Signal von einem Beschleunigungsmesser, der die seitliche Beschleunigung des Fahrzeuges anzeigt, die beim seitlichen Aus­ brechen auftreten kann. Die elektronische Steuerung 170 kann dann das an jedes der vier Räder individuell zugeführte Dreh­ moment optimieren. In dieser Hinsicht ist festzuhalten, daß, weil ein intelligentes Steuersystem vorhanden ist, das Kugel­ rampensystem der Ausführungsform der Fig. 2-5 nicht für das axiale Verschieben der beweglichen Scheiben 110 bei den Aus­ führungsformen der Fig. 10 und 11 oder der Fig. 8 und 9 verwendet werden braucht. Das Vierradantriebssystem nach den Fig. 10 und 11 ermöglicht eine sehr glatte und gleich­ mäßige äquivalente Übertragung und weiterer, da die Geschwin­ digkeit des Fahrzeuges gesteigert wird, kann das Verhältnis von jedem der Riementriebe 75 graduell verändert werden, so daß die Motordrehzahl sich nicht ändert, und wenn gewünscht, kann der Motor mit einer Drehzahl laufen, die eine maximale Wirt­ schaftlichkeit hinsichtlich des Brennstoffes ermöglicht.

Claims (10)

1. Ständiger Vierradantrieb für ein Fahrzeug, gekennzeich­ net durch einen Drehmomentverteiler mit einer Eingangs­ welle zum Empfang eines Ausgangsmomentes von einer Dreh­ momentübertragungseinheit des Fahrzeuges, eine Mehrzahl von Ausgangswellen sowie Einrichtungen, um die Eingangs­ welle treibend mit jeder der Ausgangswellen zu verbinden;
daß die Verbindungseinrichtungen wenigstens einen konti­ nuierlich veränderbaren Riementrieb aufweisen, daß der Riementrieb ein Antriebsrad hat, das auf der Eingangs­ welle montiert ist und von dieser angetrieben wird, ferner ein getriebenes Rad, das auf wenigstens einer der Ausgangswellen montiert ist, daß jedes Rad ein Paar Riemenscheiben hat, wobei wenigstens eine Scheibe axial relativ zur anderen Riemenscheibe des Paares beweglich ist, und daß die Räder einen Riemen zwischen sich tragen; ferner durch Einrichtungen zum Verschieben von wenigstens einer der Riemenscheiben axial aufgrund von wenigstens dem Drehmoment, das an jede der Ausgangswellen gelegt wird, wobei diese Einrichtungen zum Verschieben der Rie­ menscheibe anspricht, um Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswellen in vorgegebener Weise aufzuteilen, und die Verschiebeeinrichtung ferner anspricht, um die Drehzahl zwischen der Eingangswelle und jeder der Ausgangs­ wellen in vorgegebener Weise einzustellen;
und daß die Einrichtung zum Verschieben der beweglichen Scheibe eine elektronische Steuerung umfaßt, welche Ein­ gangssignale erhält, die wenigstens dem Drehmoment von je­ der der Ausgangswellen entsprechen, und daß die elektroni­ sche Steuerung wenigstens einen verstellbaren Mechanismus zum Verschieben der beweglichen Scheibe steuert.

2. Vierradantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mehrzahl an Ausgangswellen eine vordere Ausgangswelle und eine hintere Ausgangswelle umfaßt, daß die Verbindungseinrichtung ein Paar kontinuierlich verstellbarer Riementriebe umfaßt, wobei ein erstes Paar der Riementriebe die Eingangswelle mit der vorde­ ren Ausgangswelle und ein zweites Paar der Riementriebe die Eingangswelle mit der hinteren Ausgangswelle ver­ bindet, und daß die Einrichtung zum Verschieben der be­ weglichen Scheibe anspricht, um Drehmoment von der Ein­ gangswelle auf die vordere und hintere Ausgangswelle in vorgegebenem Verhältnis aufzuteilen und das Drehzahl­ verhältnis zwischen der Eingangswelle und der vorderen und hinteren Ausgangswelle einzustellen.

3. Vierradantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung Meßeinrichtungen aufweist, die angrenzend an die vordere und die hintere Ausgangs­ welle angeordnet sind, um das Drehmoment der Ausgangs­ wellen zu messen.

4. Vierradantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung Meßeinrichtungen aufweist, die angrenzend an die vordere und hintere Ausgangswelle angeordnet sind, um die Drehzahl der Ausgangswellen zu messen.

5. Vierradantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von einstellbaren Mechanismen ein Paar solcher einstellbarer Mechanismen aufweist, von denen jede mit einem entsprechenden Paar der Riementriebe ver­ bunden ist, daß ferner jeder einstellbare Mechanismus einen Elektromotor aufweist, der ein Gehäuse und einen drehbar im Gehäuse gelagerten Rotor aufweist, daß der Rotor mit einer axial beweglichen Schaltmuffe gekoppelt ist, die an der Eingangswelle gehalten und mit der beweg­ lichen Scheibe verbunden ist, und daß durch eine Drehung des Rotors eine axiale Bewegung der Schaltmuffe und die­ ser beweglichen Scheibe bewirkt wird.

6. Vierradantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl an Ausgangswellen ein Paar vorderer und ein Paar hinterer Ausgangswellen umfaßt, daß die Verbinde­ einrichtungen vier kontinuierlich verstellbare Riementrie­ be umfaßt, und daß jede der vorderen Ausgangswellen und der hinteren Ausgangswellen mit der Eingangswelle über einen der Riementriebe verbunden ist, daß die Mittel zum Verschieben der beweglichen Scheibe ansprechen, um Dreh­ moment von der Eingangswelle auf die vorderen Ausgangs­ wellen und die hinteren Ausgangswellen in vorgegebenem Verhältnis aufzuteilen, und um das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle und jeder der vorderen und hinteren Ausgangswelle in vorgegebener Weise einzustellen.

7. Vierradantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der vorderen Ausgangswellen treibend mit einem Vorderrad des Fahrzeuge s und jede der hinteren Ausgangs­ wellen treibend mit einem hinteren Rad des Fahrzeuges verbunden ist.

8. Vierrandantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die elektronische Steuerung Meßeinrichtungen aufweist, die angrenzend an jede der vorderen und der hinteren Ausgangswellen angeordnet sind, um das Dreh­ moment jeder Ausgangswelle zu messen.

9. Vierradantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung Meßeinrichtungen auf­ weist, die angrenzend an jede der vorderen und der hin­ teren Ausgangswelle angeordnet sind, um die Drehzahl der Ausgangswellen zu messen.

10. Vierradantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von einstellbaren Mechanismen vier solcher einstellbarer Mechanismen umfaßt, von denen jeder mit einem der vier Riementriebe verbunden ist, daß ferner jeder der einstellbaren Mechanismen einen Elektromotor aufweist, der ein Gehäuse und einen drehbar im Gehäuse gelagerten Motor aufweist, und daß der Rotor mit einer axial beweglichen Schaltmuffe gekoppelt ist, die an der Eingangswelle angeordnet und mit der beweg­ lichen Scheibe verbunden ist, so daß durch eine Drehung des Rotors die Schaltmuffe und diese bewegliche Scheibe axial verschoben werden.